JP3269105B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置などのバ
ックライトに使用され、冷陰極けい光ランプなどのよう
な冷陰極放電灯を光源として用いた照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置などのバックライトは、ケ
ーシング内にけい光ランプのような低圧放電灯を収容
し、このランプから出た光をケーシングの内面の反射面
で反射し、この反射光をケーシング上面の開口部に設け
た光拡散透過板を通じて拡散させ、この拡散光を液晶表
示パネルの背面に照射するようになっている。

【０００３】上記低圧放電灯としては冷陰極けい光ラン
プが広く使用されている。冷陰極けい光ランプは白熱電
球に比べて発光効率に優れ、発熱が少なくてランプ寿命
が長く、しかも長い発光部を有するので広い発光面積を
均等な明るさに照射するには有利である。

【０００４】ところで、冷陰極けい光ランプの冷陰極は
電子の放出面を増すためニッケルＮｉなどの金属によ
り、円筒形、平板形、屋根（山）形などの形状をなして
いる。しかしながら、この種の冷陰極は点灯中に電極物
質が飛散（スパッタリング）する傾向がある。飛散した
電極物質は発光管バルブの管壁に付着し、これが黒化し
て光を遮るので光束が低下するという問題がある。

【０００５】このため、従来の場合、発光管バルブの端
部に封装された冷陰極は光拡散透過板と対向しないよう
にこの冷陰極部分のバルブ端部をケーシングの外に突出
させてあり、冷陰極回りの管壁に黒化が発生してもこの
黒化が光拡散透過板と対向する部分、すなわち照射に有
効な領域に発生しないようにしていた。ところがこのよ
うな構成の場合、バルブの端部が光拡散透過板と対向し
ないので、せっかくけい光体被膜を塗ってあることによ
り本来発光しているバルブ端部の光が有効に利用され
ず、このためバルブ全長に対する有効発光領域が短くな
ってしまう。

【０００６】ランプから放出される光をできるだけ有効
に活用しようとすると、冷陰極を囲っているバルブ端部
から放出される光も光拡散透過板を透過させて液晶表示
プレートに照射することが望ましい。

【０００７】よって、光拡散透過板を延長した冷陰極を
配置したバルブ端部と対向させ、つまり光拡散透過板の
端部で冷陰極部分を覆うようにすれば、バルブ端部から
放出される光の有効活用が可能になり、光量が増加する
考えられる。また、逆に同等長さの発光長であれば、ラ
ンプ長を短くすることができ、ケーシングを小形化でき
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷陰極
を配置したバルブ端部をケーシング内に収容して光拡散
透過板と対向させた場合、このバルブ端部に前記したよ
うな黒化が発生するとバルブ端部の明るさが低下するた
め、光拡散透過板においてはバルブ端部と対向した領域
で明るさが低下し、全体の輝度分布にむらが生じる不具
合がある。

【０００９】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、バルブ端部の発光
部を有効に利用して光量を増すことができ、しかもこの
端部の黒化による光束の低下を軽減して、長期に亘り輝
度のばらつきが発生しないようにした照明装置を提供し
ようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の照明装置
は、開口部を有するケーシングと、このケーシングの開
口部から光を照射するように前記ケーシングに取付けら
れた透光性光制御手段と；放電灯本体と；放電灯本体の
両端に封装され、連続面を有する一対の冷陰極を備え、
各冷陰極間で形成される放電空間および各陰極の連続面
が前記透光性光制御手段の有効入射領域に対向するよう
に前記ケーシング内に収容された長尺の冷陰極放電灯
と；を具備していることを特徴とする。透光性光制御手
段は、ケーシング内のけい光ランプ放電灯から放射され
た光を開口部から有効に照射するように光透過、光拡散
等の光学的手段によって制御するものであって、光透過
板等の周知の構成が適用可能である。有効入射領域は、
入射された光を開口部から照射するように制御すること
が可能な光透光性制御手段の光入射される領域を意味す
る。けい光ランプは、水銀蒸気放電灯の他、希ガス放電
灯であってもよい。冷陰極は、連続面が平板状、曲面状
など側縁からのスパッタ量が多くなるような形状であれ
ばよく、この連続面を１枚または複数組み合わせたもの
のどちらでもよい。請求項２は、請求項１記載の照明装
置において、冷陰極が連続面を略Ｖ字状に曲折して形成
されたものであり、けい光ランプには冷陰極の曲折部が
放電空間に対向するように封装されていることを特徴と
する。請求項３記載の液晶表示装置は、請求項１または
２記載の照明装置をバックライトとして使用したことを
特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明者等は、一対の冷陰極で発生するスパッ
タリングは、電極の連続している面よりも端縁部で発生
することが多いことを尽き止めた。したがって、各冷陰
極間で形成される放電空間および各陰極の連続面が前記
透光性光制御手段の有効入射領域に対向させるようにす
れば、連続面の側端縁からスパッタリングが発生して
も、透光性制御手段の有効入射領域に対向する方向の管
壁に付着することが少なく、バルブ端部の発光を有効に
利用することができ、照明装置の光量が増加し、ランプ
およびケーシングの小形化が可能になる。

【００１２】

【実施例】以下本発明について、図１ないし図６に示す
一実施例にもとづき説明する。図面は液晶表示装置を示
し、図６は全体の分解斜視図、図４は光拡散透過板を外
した平面図、図５は断面図である。図において１は上面
が開口された浅皿形のケーシングであり、例えばアルミ
ニウムなどの金属またはポリカーボネイトなどのような
合成樹脂により形成され、上面が開口部されている。ケ
ーシング１の一端には仕切り板２が固定されており、こ
のケーシング１内部を照明有効領域３と点灯回路部品収
容室４とに区画している。この照明有効領域３の内面は
全体に亘り反射面５とされており、この反射面５で反射
した光は開口部に向かわされる。なお、上記仕切り板２
にはランプ支持用切欠部６、６が形成されている。

【００１３】上記ケーシング１には屈曲形冷陰極けい光
ランプ７が収容されている。本実施例のランプ７はＷ字
形の冷陰極けい光ランプであり、Ｗ字形に曲げ成形され
たバルブ８を有し、このバルブ８は互いに略平行な直線
部がＵ字形の屈曲部９ａ，９ｂ，９ｃにより相互に連通
して形成されている。

【００１４】バルブ７の両端部は封止されており、これ
ら封止部には後述する冷陰極形電極１０，１０が装着さ
れている。なお、封止部は、フレアステム、ボタンステ
ムを用いて封止してもよく、またはピンチシールにより
封止してもよい。

【００１５】上記バルブ８の内面にはけい光体被膜８ａ
が形成されており、かつこのバルブ７の内部には所定量
の水銀が封入され、かつアルゴン、キセノンなどのよう
な始動用希ガスが封入されている。

【００１６】このような構成のけい光ランプ７は上記ケ
ーシング１に収容される。この場合、ケーシング１に
は、ランプホルダ１１、１２、１２が取り付けられ、上
記ランプ７はこれらランプホルダ１１、１２、１２に支
持されている。ランプホルダ１１、１２、１２は、例え
ばゴムなどの弾性材料にて形成され、接着剤等の適宜の
手段でケーシング１に固定されている。一方のランプホ
ルダ１１は、ケーシング１の他端内部に配置され、Ｗ字
形に曲げられたバルブ８の２か所のＵ字形屈曲部９ａ，
９ｂが嵌まり込む凹部１１ａ、１１ｂを有している。ま
た、他のランプホルダ１２、１２は、上記仕切り板２に
形成したランプ支持用切欠部６、６に嵌着されており、
上記ランプ７の両端部が貫通される挿通孔１２ａ、１２
ａを有している。したがって、けい光ランプ７は、バル
ブ８の２か所のＵ字形屈曲部９ａ，９ｂと両端部がラン
プホルダ１１、１２、１２に支持されるのでこれらラン
プホルダ１１、１２、１２を介してケーシング１に取り
付けられる。

【００１７】この場合、ランプ７の両端部に封装した冷
陰極１０、１０は、図１に示す通り、ランプホルダ１
２、１２よりも照明有効領域３側に望まされて配置され
ており、換言すれば冷陰極１０、１０はランプホルダ１
２、１２に隠されることがないように、ケーシング１内
に位置するように配置されている。

【００１８】ケ−シング１の上面開口部には透光性光制
御手段としての光拡散透過板１５が取付けられている。
この光拡散透過板１５はアクリル樹脂などのような乳白
色をなして光の拡散透過作用をなすものであり、この光
拡散透過板１５の外面（内面でもよい）にはバルブ８の
各直線部と対向する部分に肉厚部１６…が形成されてい
る。これら肉厚部１６…はバルブ８から離れるに応じて
漸次肉厚が薄くなっている。

【００１９】この光拡散透過板１５は前記照明有効領域
３を覆うようになっている。この場合、光拡散透過板１
５はケーシング１内に収容されたランプ７における冷陰
極１０、１０の部分も覆っており、すなわち光拡散透過
板１５の端部は冷陰極１０、１０部分に対向している。

【００２０】上記光拡散透過板１５の上方には、液晶表
示パネル１８が配置されている。この液晶表示パネル１
８は、上記光拡散透過板１５の有効照射領域３に対向す
る液晶表示面１９を有している。

【００２１】ケーシング１の一端に形成された点灯回路
部品収容室４には回路基板２０が取り付けられている。
回路基板２０は、ランプを高周波点灯させるのに必要な
回路部品を実装してあり、高周波点灯回路部品として
は、例えばインバータトランス２１、コンデンサ２２、
チョーク２３、ノイズフィルタ２４等である。このよう
な回路基板２０を収容した点灯回路部品収容室４の上面
はカバー２５により覆われるようになっている。

【００２２】ところで、上記冷陰極１０、１０は、その
一方を図３に示すように、リード線１０１の先端に一対
の平板１０２、１０２を屋根形に突き合わせて接合して
構成してある。リード線１０１はニッケル、銅またはこ
れらの合金、もしくはジュメット線からなり、バルブ８
の封止部を気密に貫通される。平板１０２、１０２はニ
ッケル板からなり、その前面にはジルコンなどのような
ゲッター１０３が付着されているとともに、背面には水
銀合金１０４が付着されている。

【００２３】このような構成の屋根形状の冷陰極１０
は、一方の平板１０２が、ケーシング１の上方向を向く
ようにしてバルブ８に封着されている。このため、冷陰
極１０の一方の平板１０２は、ケーシング１の上面開口
部に取着した光拡散透過板１５に面対向するようになっ
ている。つまり、平板１０２の左右端縁１０２ａ、１０
２ｂは、光拡散透過板１５に向かう方向と直交する方向
に配置されている。このような構成による実施例の作用
を説明する。

【００２４】けい光ランプ７に通電すると、このランプ
７はＷ字形バルブ８に沿った形状に発光する。けい光ラ
ンプ７から放射された光の一部はケーシング１の内面に
形成した反射面５で反射されて開口部の光拡散透過板１
５に向かわされ、また残りの光は直接光拡散透過板１５
に向う。したがって、ランプ７から出る光は全て光拡散
透過板１５に導かれる。この光の大部分は光拡散透過板
１５で拡散され、液晶表示板１８を照射する。

【００２５】この場合、Ｗ字形のバルブ８の略並行する
直線部に対向して光拡散透過板１５の外面に肉厚部１６
…を形成したので、バルブ８の真上に肉厚部１６…が存
在し、この肉厚部１６…で光透過量を減じるとともに、
肉厚部１６…から離れるに応じて肉厚が薄くなるので光
透過量が増す。したがって、光拡散透過板１５は全面に
亘り輝度が均等になる。

【００２６】そして、本実施例においては、バルブ８端
部の冷陰極１０、１０部分を有効照射領域３内に配置し
てあるから、これら冷陰極１０、１０部分の周囲に位置
するバルブ壁で発光する光を光拡散透過板１５に向かわ
せて有効利用することができる。すなわち、通常バルブ
８の内面に形成されるけい光体被膜８ａは、冷陰極１
０、１０の周囲はもちろん、冷陰極１０、１０よりも封
止部側に至る領域まで被着形成してあり、したがって紫
外線の到達にこれらの部分はもともと発光しているもの
である。本実施例では、これら冷陰極１０、１０の周囲
で発光する箇所を有効照射領域３に露出させたので、直
線部や屈曲部などから放射される光に加えてこれら端部
から放射される光も液晶表示板１８のバックライトに利
用することができ、したがって光量が増し、光の有効活
用が可能になる。また、従来と同等な発光長であれば、
ランプの実質長さを短くすることができ、これによりケ
ーシング１を小形化することができる。

【００２７】ところで、冷陰極１０、１０においては、
高い陰極降下電圧により電極物質（ニッケル）の飛散が
生じる。このスパッタリングは平板１０２における平坦
面で発生するよりも左右の端縁１０２ａ、１０２ｂで多
く発生する。このため、本発明においては、平板１０２
における平坦面を光拡散透過板１５に対面させ、左右の
端縁１０２ａ、１０２ｂを図２に示す通り、光拡散透過
板１５に向かう方向に対し直交する方向に配置してあ
る。したがって、左右の端縁１０２ａ、１０２ｂで発生
したスパッタリングは、図２の想像線１０８、１０８で
示すように、主として左右方向に多く飛散し、これら端
縁１０２ａ、１０２ｂに接近している左右方向のバルブ
壁に付着する割合が多くなる。つまり、飛散した電極物
質は、冷陰極１０より光拡散透過板１５に向かう方向の
バルブ壁に付着する量が少なくなる。

【００２８】したがって、点灯時間の経過に伴い、バル
ブ８の端部壁に黒化が発生しても、この黒化は光拡散透
過板１５に向かう方向と直交する方向に多く発生するか
ら、光拡散透過板１５に向かう光を遮る割合が少なくな
る。

【００２９】このようなことから、光拡散透過板１５上
における輝度分布は長期に亘り均等な状態に保たれ、液
晶表示パネル１８の液晶表示面１９に輝度むらを生じる
ことが低減される。なお、本発明は上記の実施例に制約
されるものではない。

【００３０】すなわち、本発明の冷陰極１０は、上記第
１の実施例に示した屋根形に限らず、図７および図８に
それぞれ変形例として示すように、断面コ字形の冷陰極
２００、または平板３０１、３０１を平行に配置した平
行平板形冷陰極３００などのような構造であってもよ
い。要するに冷陰極は平坦面や曲面などの連続面を有す
る形状であれば実施可能である。また、冷陰極けい光ラ
ンプはＷ字形やＵ字形等の屈曲形に限定されず、直管形
等であってもよく、かつ１本使用しても複数本使用して
もよい。そしてまた、ランプはけい光ランプに限らず冷
陰極希ガス放電灯であっても実施可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
冷陰極間で形成される放電空間および各陰極の連続面が
前記透光性光制御手段の有効入射領域に対向させたか
ら、連続面の側端縁からスパッタリングが発生しても透
光性制御手段の有効入射領域に対向する方向の管壁に付
着することが少なく、バルブ端部の発光を有効に利用す
ることができ、照明装置の光量が増加し、ランプおよび
ケーシングの小形化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る照明装置の主要部の断
面図。

【図２】同実施例の横断面図。

【図３】同実施例の冷陰極の斜視図。

【図４】同実施例の光拡散透過板を取り外した状態に平
面図。

【図５】同実施例の断面図。

【図６】同実施例の照明装置全体を分解した斜視図。

【図７】本発明の他の実施例の主要部の断面図。

【図８】本発明のさらに他の実施例の主要部の断面図。

【符号の説明】

１…ケーシング、２…仕切り板、３…照明有効領域、４
…点灯回路部品収容室、５…反射面、７…けい光ラン
プ、８…バルブ、８ａ…けい光体被膜、１０…冷陰極、
１５…光拡散透過板、２０…回路基板、１０１…リード
線、１０２…平板、１０２ａ、１０２ｂ…端縁。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 61/067 F21S 2/00 G02F 1/13357 H01J 61/38

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部を有するケーシングと、 このケーシングの開口部から光を照射するように前記ケ
   ーシングに取付けられた透光性光制御手段と；放電灯本体と； 放電灯本体の両端に封装され、 連続面を有する一対の冷
   陰極を備え、各冷陰極間で形成される放電空間および各
   陰極の連続面が前記透光性光制御手段の有効入射領域に
   対向するように前記ケーシング内に収容された長尺の冷
   陰極放電灯と； を具備していることを特徴とする照明装置。
2. 【請求項２】 前記冷陰極は、連続面を略Ｖ字状に曲折
   して形成されたものであり、前記けい光ランプには冷陰
   極の曲折部が放電空間に対向するように封装されている
   ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の照明装置をバッ
   クライトとして用いたことを特徴とする液晶表示装置。